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公開番号2025087000
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2023201338
出願日2023-11-29
発明の名称燃料電池システム
出願人愛三工業株式会社
代理人弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
主分類H01M 8/04746 20160101AFI20250603BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】燃料電池の発電を停止、または、開始するときに、燃料電池の出力電圧の変動を抑制して、燃料電池の劣化が生じることを抑制できる燃料電池システムを提供すること。
【解決手段】本開示の一態様は、燃料電池システム1において、電流センサ16により測定されたFC電流測定値に対応するFC電圧推定値と、電圧センサ17により測定されたFC電圧測定値との差を、FC過電圧と定義するときに、制御部15は、FCスタック11の成り行き発電を停止、または、開始するときに、FC過電圧に応じて、入口エアバルブ62と出口エアバルブ71の開閉速度、および/または、エアコンプレッサ61の回転数の昇降速度を調整する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電する燃料電池と、
前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給するガス供給部と、
前記燃料電池に供給する前記酸化剤ガスの流量を制御する流量制御弁と、
を有する燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池の出力電流を測定する電流センサと、
前記燃料電池の出力電圧を測定する電圧センサと、
前記ガス供給部と前記流量制御弁を制御する制御部を有し、
前記電流センサにより測定された前記燃料電池の出力電流の測定値に対応する前記燃料電池の出力電圧の最適値と、前記電圧センサにより測定された前記燃料電池の出力電圧の測定値との差を、出力電圧差と定義するときに、
前記制御部は、前記燃料電池の発電を停止、または、開始するときに、前記出力電圧差に応じて、前記流量制御弁の開閉速度、および／または、前記ガス供給部の回転数の昇降速度を調整すること、
を特徴とする燃料電池システム。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
請求項１の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、
前記燃料電池の発電を停止するときに、
前記出力電圧差が判定値以上である場合には、前記流量制御弁を第１速度で閉弁させ、
前記出力電圧差が前記判定値未満である場合には、前記流量制御弁を第２速度で閉弁させ、
前記第１速度は、前記第２速度よりも遅いこと、
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、
前記燃料電池の発電を開始するときに、
前記出力電圧差が判定値以上である場合には、前記流量制御弁を第３速度で開弁させ、
前記出力電圧差が前記判定値未満である場合には、前記流量制御弁を第４速度で開弁させ、
前記第３速度は、前記第４速度よりも遅いこと、
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
請求項１の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、
前記燃料電池の発電を停止するときに、
前記出力電圧差が判定値以上である場合には、前記ガス供給部の回転数を第５速度で降下させ、
前記出力電圧差が前記判定値未満である場合には、前記ガス供給部の回転数を第６速度で降下させ、
前記第５速度は、前記第６速度よりも遅いこと、
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
請求項１の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、
前記燃料電池の発電を開始するときに、
前記出力電圧差が判定値以上である場合には、前記ガス供給部の回転数を第７速度で上昇させ、
前記出力電圧差が前記判定値未満である場合には、前記ガス供給部の回転数を第８速度で上昇させ、
前記第７速度は、前記第８速度よりも遅いこと、
を特徴とする燃料電池システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電する燃料電池を有する燃料電池システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電する燃料電池を有する燃料電池システムが開示されている。そして、この燃料電池システムでは、エアバルブ（第１バルブや第２バルブ）とエアコンプレッサ（反応用空気供給部）を制御して、酸化剤ガスの流量を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１８５２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示される燃料電池システムにおいて、燃料電池の発電を停止、または、開始するときには、エアバルブを閉開したり、エアコンプレッサの回転数を昇降することにより、燃料電池への酸化剤ガスの供給量が変動するので、燃料電池の出力電圧が変動する。そして、この燃料電池の出力電圧の変動が大きくなると、燃料電池に掛かる負荷の変動が大きくなって、燃料電池の劣化が生じるおそれがある。
【０００５】
そこで、本開示は上記した課題を解決するためになされたものであり、燃料電池の発電を停止、または、開始するときに、燃料電池の出力電圧の変動を抑制して、燃料電池の劣化が生じることを抑制できる燃料電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電する燃料電池と、前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給するガス供給部と、前記燃料電池に供給する前記酸化剤ガスの流量を制御する流量制御弁と、を有する燃料電池システムにおいて、前記燃料電池の出力電流を測定する電流センサと、前記燃料電池の出力電圧を測定する電圧センサと、前記ガス供給部と前記流量制御弁を制御する制御部を有し、前記電流センサにより測定された前記燃料電池の出力電流の測定値に対応する前記燃料電池の出力電圧の最適値と、前記電圧センサにより測定された前記燃料電池の出力電圧の測定値との差を、出力電圧差と定義するときに、前記制御部は、前記燃料電池の発電を停止、または、開始するときに、前記出力電圧差に応じて、前記流量制御弁の開閉速度、および／または、前記ガス供給部の回転数の昇降速度を調整すること、を特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、燃料電池の発電を停止、または、開始するときに、燃料電池の状態に応じて、流量制御弁の開閉速度、および／または、ガス供給部の回転数の昇降速度を調整する。これにより、燃料電池の発電を停止、または、開始するときに、燃料電池の出力電圧の変動を抑制して、燃料電池の劣化が生じることを抑制できる。
【０００８】
上記の態様においては、前記制御部は、前記燃料電池の発電を停止するときに、前記出力電圧差が判定値以上である場合には、前記流量制御弁を第１速度で閉弁させ、前記出力電圧差が前記判定値未満である場合には、前記流量制御弁を第２速度で閉弁させ、前記第１速度は、前記第２速度よりも遅いこと、が好ましい。
【０００９】
この態様によれば、燃料電池の発電を停止するときに、燃料電池の出力電圧の最適値と測定値の差が大きい場合には、流量制御弁を閉める速度を遅くする。すなわち、燃料電池の状態が流量制御弁の閉弁動作による燃料電池の出力電圧の変動によって燃料電池が劣化する可能性が高い状態である場合には、流量制御弁をゆっくり閉める。これにより、燃料電池の出力電圧の変動を小さくして、燃料電池に掛かる負荷の変動を小さくすることができるので、燃料電池の劣化が生じることを抑制できる。
【００１０】
また、燃料電池の発電を停止するときに、燃料電池の出力電圧の最適値と測定値の差が小さい場合には、流量制御弁を閉める速度を速くする。これにより、素早く燃料電池への酸化剤ガスの供給を停止して、素早く燃料電池の発電を停止させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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